Prévenir et corriger le heat creep (remontée de chaleur) dans votre imprimante 3D

Certains problèmes d'imprimante 3D sont faciles à détecter car ils se produisent sous nos yeux, mais d'autres s'accumulent sans être remarqués jusqu'à causer des dégâts importants.

Ces problèmes peuvent causer des dommages significatifs avant que vous ne les remarquiez, comme le blocage de la buse.

Un bon exemple est le heat creep (remontée de chaleur) dans l'imprimante 3D.

Dans l'imprimante, il y a une cartouche chauffante fixée au bloc chauffant. Quand la cartouche chauffe, le bloc chauffe aussi avant que la chaleur ne se disperse.

Elle traverse le tube barrière thermique, fondant le filament dans le processus. Le filament se dilate en traversant le tube et fond dans le bloc chauffant.

Le filament fondu est ensuite éjecté par l'extrémité de la buse. Au refroidissement de l'extrudeur, la chaleur dans le tube barrière thermique remonte.

Quand la chaleur remonte dans le tube, le filament à l'intérieur gonfle presque immédiatement. L'acide polylactique (PLA) colle aux parois créant une barrière thermique.

Il est utile d'avoir des astuces pour prévenir ces soucis, et cet article en présente quelques-unes.

Qu'est-ce que le heat creep ?

Qu'est-ce exactement que le heat creep ? Cela ressemble à un concept étranger jusqu'à ce que vous connaissiez la composition de l'assemblage chaud de l'imprimante 3D et comment ces pièces fonctionnent et se coordonnent.

Pour commencer, la hotend (tête chaude) est où le filament fond avant d'être éjecté par la buse. Elle se trouve à côté de l'assemblage de l'extrudeur.

Le bloc chauffant se trouve au-dessus de la buse et est la zone qui produit la chaleur pour fondre le filament. À côté se trouve le capteur de température. Il détecte la température du filament et détermine la puissance dirigée vers le bloc chauffant.

La pièce suivante est le dissipateur thermique (heat sink). Il se trouve entre le bloc chauffant et l'assemblage de l'extrudeur, les séparant. Certaines de ses propriétés sont la conductivité électrique et l'intégration d'un ventilateur de refroidissement.

Un heat creep se produit quand la chaleur produite au bloc chauffant remonte vers le haut, faisant fondre le filament en excès hors des limites prévues. En conséquence, le filament gonfle rapidement, ce qui peut entraîner des problèmes d'extrusion.

Quelles sont les causes du heat creep en impression 3D ?

Le heat creep peut survenir à tout moment, sans que vous le sachiez. L'une des choses essentielles à savoir pour corriger ce problème est probablement ce qui le cause.

Ces problèmes doivent être traités d'urgence car ils peuvent mener au heat creep très rapidement, diminuant la qualité de vos impressions.

Voici les causes les plus courantes :

• Température trop élevée

Des températures trop élevées dans le bloc chauffant font que l'excès de chaleur s'échappe vers des parties non désirées de l'imprimante, causant le heat creep.

• Conception de la hotend

Différentes hotends ont des capacités différentes à résister à la chaleur. Une hotend en métal tend à laisser la chaleur se déplacer rapidement dans l'assemblage si d'autres facteurs causent une accumulation excessive de chaleur.

• Filament restant trop longtemps à la hotend

Quand le filament reste à la hotend pendant une période prolongée, il fond avant d'atteindre la zone de fusion. Cela mène à un heat creep dans l'imprimante 3D.

• Ventilateur de refroidissement de la hotend défectueux

Le ventilateur de la hotend doit refroidir et évacuer l'excès de chaleur de la hotend et des assemblages de dissipateur thermique.

Un ventilateur défaillant sera insuffisant pour évacuer l'excès de chaleur généré au bloc chauffant. La chaleur remontera alors dans la hotend, faisant fondre le filament avant qu'il n'atteigne la zone de fusion.

Astuces pour résoudre les problèmes de heat creep de votre imprimante 3D

Gérer les problèmes de heat creep dans une imprimante 3D ne consiste pas seulement à corriger les problèmes actuels ; vous devez aussi connaître les astuces pour les éviter ou les prévenir à l'avenir.

La première étape est d'identifier le problème et sa source. Vous voudrez confirmer si le problème est bien le heat creep, ou autre chose.

Assurez-vous que le tube PTFE correspond à la buse. Si vous suspectez un problème de buse, remplacez-la. Si le problème persiste, c'est bien du heat creep.

Voici quelques astuces pour gérer le heat creep :

• Ajustez les paramètres de l'imprimante 3D un par un. Parcourir les réglages un par un facilite l'identification du problème exact et de son origine. Évitez de configurer plusieurs paramètres matériels ou du trancheur à la fois.
• Réduisez vos paramètres de rétraction. Les paramètres de rétraction déterminent la quantité de filament éjectée de la buse quand la tête d'impression se déplace. Une longueur de rétraction élevée fait bouger le filament chaud au-delà de la zone de fusion, transmettant la chaleur à travers l'assemblage. Baissez la rétraction si c'est le problème.
• Coupez l'extrémité du tube PTFE plus souvent. Cette pratique assure que l'extrémité du tube Teflon reste non brûlée pour garantir un ajustement parfait entre la buse et le tube PTFE. Cela aidera à prévenir le heat creep.
• Nettoyez l'assemblage de la hotend. Assurez-vous toujours que l'assemblage chaud est exempt de saleté et poussière. Nettoyez la hotend après chaque quelques impressions. Les particules dans l'assemblage causent non seulement le heat creep mais aussi d'autres problèmes. Pour nettoyer, utilisez un chiffon humide ou imbibé d'alcool isopropylique pour nettoyer l'intérieur et l'extérieur des composants de la hotend à température d'impression normale. Cependant, pour nettoyer la buse, utilisez une aiguille à buse pour enlever les particules.
• Votre filament doit être de haute qualité. Un filament de haute qualité avec une tolérance d'au moins +/- 0,05 mm a un diamètre constant et empêche le bourrage de la hotend.
• Utilisez un tube PTFE de bonne qualité. Le tube PTFE doit isoler le filament à l'intérieur. Un tube PTFE de haute qualité protégera adéquatement le filament en place. Il doit aussi avoir une bonne résistance thermique.
• Éteignez toujours votre imprimante 3D après l'impression. Éteindre l'imprimante assure le refroidissement de l'assemblage de la hotend après l'impression. Mais avant d'éteindre, assurez-vous que la hotend arrête de chauffer d'abord.
• Nettoyez le ventilateur de la hotend : Les particules de saleté dans le ventilateur peuvent réduire sa vitesse, diminuant son efficacité de refroidissement. Nettoyez le ventilateur régulièrement avec un chiffon imbibé d'alcool.
• Retirez le filament quand vous avez fini d'imprimer. Ne pas retirer le filament de la hotend le fait fondre au-dessus de la zone de fusion. Nous vous recommandons donc de le retirer après l'impression.

Comment corriger le heat creep dans votre imprimante 3D

Réduire la température d'impression

Les températures d'impression élevées dues à trop de chaleur du plateau causent le heat creep. Pour baisser la température, modifiez les paramètres du filament ou du trancheur.

Gardez la température juste assez haute pour fondre le filament.

Augmenter la vitesse du ventilateur

Si vous avez un ventilateur de refroidissement à la hotend, augmentez sa vitesse, mais envisagez de l'installer autour du dissipateur thermique si vous n'en avez pas.

La vitesse du ventilateur doit suffire à refroidir le filament pour qu'il ne fonde qu'à la zone de fusion. Mettez le ventilateur à 100 % pour éliminer le heat creep, puis baissez à un niveau confortable.

Parmi les ventilateurs à considérer : Noctua et CUI devices, mais Noctua est le meilleur choix si vous voulez un ventilateur silencieux.

Remplacer l'extrémité du bloc chauffant

Les hotends tout-métal favorisent l'accumulation de heat creep s'il y a production excessive de chaleur. Le métal peut aussi conduire la chaleur à travers lui.

Une hotend doublée de PTFE a un tube PTFE amovible qui offre une meilleure isolation au filament. Le tube maintient aussi la température de fusion du filament jusqu'à ce qu'il atteigne la zone de fusion.

Pourvu que vos réglages d'impression soient corrects, des hotends de haute qualité ne devraient pas provoquer de heat creep.

Augmenter la vitesse d'impression

Le filament à la buse voyage à haute vitesse. Avoir votre imprimante à une vitesse plus basse peut créer une incohérence entre le filament éjecté et celui dans le système d'extrusion. Ce déséquilibre peut provoquer le heat creep.

Augmentez la vitesse d'impression pour avoir un flux de filament constant. Vérifiez que la vitesse est correctement calibrée car une vitesse incorrecte peut causer des problèmes.

Une tour de vitesse est une excellente solution pour calibrer la vitesse d'impression. Elle permet de calibrer différentes vitesses sur une même impression pour déterminer l'effet de la vitesse sur la qualité.

Réflexion finale

Un heat creep dans votre imprimante 3D est l'un des problèmes les plus difficiles que vous rencontrerez en impression 3D. Le problème n'est pas facile à détecter jusqu'à ce qu'il crée des problèmes graves et irréversibles.

Le heat creep est principalement associé à des températures d'impression trop élevées. Suivez les astuces de cet article pour prévenir le heat creep.